CRISPR trimmer-integrase에 의한 Genome expansion.
Abstract
CRISPR-Cas adaptive immune systems은 침입하는 mobile genetic elements로부터 DNA fragment를 포착하여 host genome에 통합하여 RNA-guided immunity를 위한 템플릿을 제공합니다. CRISPR systems은 genome integrity를 유지하고 self and non-self를 구분하여 autoimmunity를 피하는데, 이 과정에서 CRISPR/Cas1-Cas2 integrase가 필요하지만 충분하지는 않습니다. 일부 미생물에서는 Cas4 endonuclease가 CRISPR 적응을 돕지만 많은 CRISPR-Cas 시스템에는 Cas48이 없습니다. 여기에서는 type I-E system의 elegant alternative pathway가 internal DnaQ-like exonuclease (DEDDh)를 사용하여 protospacer adjacent motif (PAM)를 사용하여 통합할 DNA를 선택하고 처리하는 것을 보여줍니다. natural Cas1–Cas2/exonuclease fusion (trimmer-integrase)은 coordinated DNA capture, trimming and integration을 촉진합니다. before and during DNA integration 중에 시각화된 CRISPR trimmer-integrase의 Five cryo-electron microscopy structures는 asymmetric processing이 어떻게 size-defined PAM-containing substrates을 생성하는지를 보여줍니다. genome integration 전에 PAM sequence는 Cas1에 의해 방출되고 exonuclease에 의해 절단되어 삽입된 DNA를 자기 자신으로 marking하고 host에 대한 비정상적인 CRISPR 표적을 방지합니다. 이러한 데이터를 종합하면 Cas4가 결여된 CRISPR systems이 새로운 CRISPR immune sequences를 충실히 획득하기 위해 융합되거나 모집된 exonucleases를 사용하는 모델을 뒷받침할 수 있습니다.